JPH04275805A - 気相合成ダイヤモンド被覆切削工具 - Google Patents

気相合成ダイヤモンド被覆切削工具

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JPH04275805A
JPH04275805A JP6257991A JP6257991A JPH04275805A JP H04275805 A JPH04275805 A JP H04275805A JP 6257991 A JP6257991 A JP 6257991A JP 6257991 A JP6257991 A JP 6257991A JP H04275805 A JPH04275805 A JP H04275805A
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JP
Japan
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layer
synthetic diamond
vapor
phase synthetic
coated
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP6257991A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshihiko Okamura
岡村 寿彦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Materials Corp filed Critical Mitsubishi Materials Corp
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Publication of JPH04275805A publication Critical patent/JPH04275805A/ja
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  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
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  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【産業上の利用分野】この発明は、耐剥離性に優れた気
相合成ダイヤモンド被覆切削工具に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、Coを結合相形成成分として含有
する通常の炭化タングステン(以下、WCという)基超
硬合金基体の表面に、気相合成法によりダイヤモンド被
覆層を形成した気相合成ダイヤモンド被覆切削工具が提
供されており、このダイヤモンド被覆切削工具は、主と
してAlまたはAl合金の切削に用いられている。この
ダイヤモンド被覆切削工具の表面に形成されている気相
合成ダイヤモンド被覆層は、剥離しやすいために工具寿
命が短く、このダイヤモンド被覆切削工具の工具寿命を
延ばすためにはWC基超硬合金基体表面に形成される気
相合成ダイヤモンド被覆層の密着強度を向上させる工夫
がいろいろとなされている。例えば、特開昭62−57
802号公報には、従来技術として、WC基超硬合金の
表面に、W2 C、WおよびWCの3相混合中間層を形
成し、その中間層の上に、気相合成ダイヤモンド被覆層
が形成されてなる気相合成ダイヤモンド被覆切削工具が
記載されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記特開昭6
2−57802号公報記載の切削工具の表面に形成され
た、W2 C、WおよびWCからなる3相混合中間層は
、気相合成ダイヤモンド被覆層に対する付着強度および
WC基超硬合金基体の表面に対する付着強度が十分でな
く、したがって上記3相混合中間層を介して被覆された
気相合成ダイヤモンド被覆層切削工具は、十分な使用寿
命が得られないことが分かったのである。
【0004】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らは、
気相合成ダイヤモンド被覆層およびWC基超硬合金基体
の双方に優れた付着強度を有する中間層を持った気相合
成ダイヤモンド被覆切削工具を得るべく研究を行った結
果、上記中間層として、W層からなる第1層、上記第1
層の上に被覆されたW2 C層からなる第2層、および
上記第2層の上に被覆されたWC層からなる第3層の3
重層で構成された複合中間層を介して気相合成ダイヤモ
ンド被覆層を成形した気相合成ダイヤモンド被覆切削工
具は、付着強度が従来よりも一層優れているという知見
を得たのである。
【0005】この発明は、かかる知見に基づいて成され
たものであって、Co:4〜20重量%を含有し、さら
に必要に応じて、Wを除く周期律表の4a、5a,6a
族金属の炭化物、またはこれら炭化物とWCとの固溶体
:0.5〜30重量%を含有し、残り:WCおよび不可
避不純物からなる組成のWC基超硬合金基体の表面に、
W層からなる第1層、上記第1層の上に被覆されたW2
 C層からなる第2層、および上記第2層の上に被覆さ
れたWC層からなる第3層の3重層で構成された複合中
間層を介して気相合成ダイヤモンド被覆層が形成されて
いる気相合成ダイヤモンド被覆切削工具に特徴を有する
ものである。
【0006】上記3重層からなる複合中間層のW層は、
上記WC基超硬合金基体に対する付着強度が最も優れ、
上記第2層のW2 C層は上記第1層のW層と上記第3
層のWC層の結合を強固ならしめる作用をなし、上記第
3層のWC層は気相合成ダイヤモンド被覆層との付着強
度が最も優れているところから、WC基超硬合金基体に
形成された上記W層、W2 C層およびWC層の3重層
からなる複合中間層は、WC基超硬合金基体に密着性の
優れた気相合成ダイヤモンド被覆層を形成せしめ、従来
よりも耐剥離性が一層優れた気相合成ダイヤモンド被覆
切削工具を得ることができるのである。
【0007】
【実施例】つぎに、この発明の気相合成ダイヤモンド被
覆切削工具を実施例に基づいて具体的に説明する。原料
粉末としていずれも平均粒径:0.8μmのWC粉末、
TiC粉末、TaC粉末、(Ti、W)C粉末およびC
o粉末を用意し、これら原料粉末を表1に示される割合
いとなるように配合し、この配合粉末をボールミルで7
2時間湿式混合し、乾燥したのち、1.5ton/cm
2 の圧力で圧粉体にプレス成形し、この圧粉体を通常
の条件で焼結し、上記配合組成とほぼ同一の成分組成を
もつ焼結体A、BおよびCをそれぞれ製造した。
【0008】
【表1】
【0009】これら焼結体A、BおよびCの表面を研削
加工し、その形状をISO規格SPGN120308(
K種)のチップに形成し、これらチップを基体とし、通
常のイオンプレーティング装置に装入した。上記イオン
プレーティング装置内の空気を排気して上記イオンプレ
ーティング装置内を1×10−5Torrの真空に保持
し、昇温速度:6℃/min.で700℃に昇温させ、
カソードを30V/100A、上記基体を−800Vに
保持して10分間のボンバードクリーニングを実施した
。次に、まずWをカソードとし、このカソードに30V
/100Aを荷電し、一方上記基体を−200Vに荷電
し、1×10−5Torrの真空中に20分間保持して
上記基体表面に厚さ:2μmのW層を形成し、ついで上
記W層の上に上記条件と同一条件で、W2 Cをカソー
ドとして厚さ:2μmのW2 C層を形成し、さらに上
記W2 C層の上にWCをカソードとして厚さ:2μm
のWC層を形成し、上記基体の表面に、W層、W2 C
層およびWC層の3重層からなる厚さ:6μmの複合中
間層を上記チップ表面に形成した。続いて、Arガスを
600Torrになるまで導入して冷却し、温度:20
0℃になった時点で取り出して本発明複合中間層被覆チ
ップA〜Cを作製した。
【0010】上記本発明複合中間層被覆チップA〜Cを
基体とし、金属Wフィラメントを備えた石英製反応容器
に装入し、 雰囲気圧力:30Torr、 基体温度:750℃、 反応ガス:メタンガス/水素ガス=1.0の混合ガス、
の条件で、4時間保持し、気相合成反応を行って平均層
厚:4μmを有する本発明気相合成ダイヤモンド被覆チ
ップ1〜3を作製した。
【0011】一方、比較のために、上記チップをイオン
プレーティング装置に装入し、W、W2 CおよびWC
を同時にカソードとし、上記基体表面にW:W2 C:
WC=1:1:1の混合組成を有し、厚さ:6μmの3
相混合中間層を上記チップ表面に形成し、続いてArガ
スを600Torrになるまで導入して冷却し、温度:
200℃になった時点で取り出して従来混合中間層被覆
チップA〜Cを作製した。上記従来混合中間層被覆チッ
プA〜Cを金属Wフィラメントを備えた石英製反応容器
に装入し、本発明気相合成ダイヤモンド被覆チップ1〜
3を作製した条件と同じ条件にて気相合成反応を行って
平均層厚:4μmを有する従来気相合成ダイヤモンド被
覆チップ1〜3を作製した。
【0012】これら本発明気相合成ダイヤモンド被覆チ
ップ1〜3および従来気相合成ダイヤモンド被覆チップ
1〜3を用いて、 被削材:アルミナ焼結体、 切削速度V:70m/min、 切込みd:0.2mm、 送りSz:0.03mm/rev、 の条件にて乾式連続切削試験を行い、チップの気相合成
ダイヤモンド被覆層がマクロな剥離をすることなく被削
材の面精度が良好に切削できるまでの連続切削時間を測
定し、その測定結果を表2に示した。
【0013】さらに、上記本発明気相合成ダイヤモンド
被覆チップ1〜3および従来気相合成ダイヤモンド被覆
チップ1〜3を用いて、 被削材:Al−18%Si 切削速度V:500m/min、 切込みd:1.0mm、 送りSz:0.2mm/tooth、 の条件にて、湿式フライス切削試験を行い、チップの気
相合成ダイヤモンド被覆層が剥離することなく被削材の
面精度が良好に切削できるまでの断続切削時間を測定し
、その測定結果も表2に示した。
【0014】
【表2】
【0015】
【発明の効果】表2に示されるように、本発明気相合成
ダイヤモンド被覆チップ1〜3は、いずれも従来気相合
成ダイヤモンド被覆チップ1〜3よりもダイヤモンド被
覆層が剥離せずに被削材の面精度を良好に切削できる時
間が長く、一層使用寿命の長い気相合成ダイヤモンド被
覆切削工具を提供することができ、産業上優れた効果を
奏するものである。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】炭化タングステン(以下、WCと記す)基
    超硬合金基体と、上記WC基超硬合金基体の表面に被覆
    されたタングステン(以下、Wと記す)層からなる第1
    層、上記第1層の上に被覆されたW2 C層からなる第
    2層、および上記第2層の上に被覆されたWC層からな
    る第3層の3重層で構成された複合中間層と、上記複合
    中間層の第3層の表面に形成された気相合成ダイヤモン
    ド被覆層と、からなることを特徴とする気相合成ダイヤ
    モンド被覆切削工具。
  2. 【請求項2】上記WC基超硬合金基体は、Co:4〜2
    0重量%を含有し、さらに必要に応じて、Wを除く周期
    律表の4a、5a,6a族金属の炭化物、またはこれら
    炭化物とWCとの固溶体:0.5〜30重量%を含有し
    、残り:WCおよび不可避不純物からなることを特徴と
    する請求項1記載の気相合成ダイヤモンド被覆切削工具
    。 【0001】
JP6257991A 1991-03-04 1991-03-04 気相合成ダイヤモンド被覆切削工具 Withdrawn JPH04275805A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE1016881A3 (fr) * 2004-07-09 2007-09-04 Ngk Insulators Ltd Matrice de moulage d'une structure alveolee et procede de fabrication de celle-ci.
JP2008527170A (ja) * 2005-01-04 2008-07-24 ゼネラル・モーターズ・コーポレーション ダイヤモンドをコーティングした支持体の製造方法、それから製造された物品、および穿孔方法
JP2016517838A (ja) * 2013-03-27 2016-06-20 ハーダイド ピーエルシー 保護接着剤被膜を有する超砥粒材料およびその被膜の製造方法
US9844814B2 (en) 2010-02-12 2017-12-19 Element Six Abrasives S.A. Superhard tool tip, method for making same and tool comprising same

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